ЖЭТФ, 2019, том 155, вып. 2, стр. 306-312

ДИНАМИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО СПЛАВА

ВИСМУТ-СВИНЕЦ В ТВЕРДОМ И ЖИДКОМ СОСТОЯНИЯХ

Г. В. Гаркушинa*, А. С. Савиных^a, Г. И. Канель^b, С. В. Разоренов^a

^a Институт проблем химической физики Российской академии наук

142432, Черноголовка, Московская обл., Россия

^b Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

125412, Москва, Россия

Поступила в редакцию 22 мая 2018 г.,

после переработки 8 августа 2018 г.

Принята к публикации 30 августа 2018 г.

Проведены измерения динамической прочности на разрыв (откольной прочности) эвтектического сплава

висмут-свинец в твердом и жидком состояниях при температурах от комнатной до 102^◦С для твердой

фазы и 130^◦С-150^◦С для расплава. Найдено, что плавление сопровождается уменьшением динамичес-

кой прочности на разрыв почти на порядок. Динамический предел упругости и откольная прочность

сплава в твердом состоянии уменьшаются при увеличении температуры испытаний.

DOI: 10.1134/S004445101902010X

скорости свободной поверхности как функции вре-

мени u_fs(t) методом характеристик [7, 8]. В насто-

ящее время такие измерения проведены для широ-

1. ВВЕДЕНИЕ

кого круга материалов в твердом состоянии в ши-

В атомной энергетике расплавы свинца с вис-

роком диапазоне длительностей нагрузки, при нор-

мутом, главным образом эвтектический сплав Bi

мальных и повышенных температурах [7,8], а также

(56.5 %), Pb (43.5 %) (Lead-Bismuth Eutectic, LBE),

для воды [9, 10] и некоторых органических жидкос-

используются в качестве теплоносителей в атомных

тей [11]. В самое последнее время удалось изме-

реакторах и рассматриваются как перспективные

рить откольную прочность расплавленных метал-

теплоносители для импульсных термоядерных реак-

лов как в субмикросекундном диапазоне длитель-

торов. Кроме того, тяжелые металлы используются

ностей ударной нагрузки [12, 13], так и в пикосе-

в качестве мишеней в мощных импульсных источни-

кундном диапазоне [14]. В работе [12] откол в рас-

ках нейтронов, основанных на реакции скалывания

плавах свинца и олова реализовывался при отраже-

(Spallation neutron source, SNS). Исследования теп-

нии импульса сжатия от окна из плавленого квар-

лофизических свойств жидкометаллических тепло-

ца, имеющего меньший динамический импеданс, а

носителей начаты в 1950-х гг. [1] и продолжаются

откольная прочность определялась по результатам

до настоящего времени [2-6]. Импульсное энерговы-

измерения профиля скорости поверхности контак-

деление в жидких теплоносителях сопровождается

та расплава с окном из низкоимпедансного матери-

возбуждением волн сжатия и кавитационными явле-

ала. Подобный подход был ранее реализован в ра-

ниями, что делает актуальным определение также

боте [15] при измерении динамической прочности

прочностных свойств этих материалов.

ртути. В работе [13] удалось провести надежные из-

Прочность твердых тел и жидкостей при малых

мерения профилей скорости свободной поверхности

длительностях нагрузки определяется путем ана-

расплавов свинца, олова и цинка. Оказалось [12,13],

лиза откольных явлений, возникающих при отра-

что при относительно больших временах откольная

жении импульса сжатия от поверхности тела. При

прочность жидких олова, свинца и цинка на по-

этом величина разрушающих напряжений при от-

рядок меньше прочности этих металлов в твердом

коле определяется из анализа измеренного профиля

состоянии и составляет значительно меньшую до-

лю предельно возможной («идеальной») прочности,

^* E-mail: garkushin@ficp.ac.ru

306

ЖЭТФ, том 155, вып. 2, 2019

Динамическая прочность эвтектического сплава. . .

чем это имеет место для воды и других жидкостей

ние ее сцепления с поверхностью жидкости в процес-

при комнатной температуре. Под идеальной прочно-

се выхода на нее всего импульса ударного сжатия. В

стью понимается значение растягивающего напря-

случае жидкометаллических образцов при высоких

жения, при котором объемный модуль обращает-

температурах смачиваемость сопряжена с растворе-

ся в нуль: dp/dV = 0, что соответствует абсолют-

нием материала фольги в исследуемом расплавлен-

ной потере устойчивости конденсированного состо-

ном металле. Растворение уменьшает время жизни

яния. Приближенно значение идеальной прочности

отражающей поверхности и изменяет состав иссле-

σ_id оценивается как давление в минимуме ударной

дуемого вещества. Автору работы [13] удалось подо-

адиабаты вещества, экстраполированной в область

брать материал отражающей фольги и технологию

растяжения; погрешность такой оценки составляет

ее подготовки, обеспечивающие достаточную смачи-

примерно 20 % [7]. Реальное сопротивление разру-

ваемость при минимальной растворимости.

шению приближается к идеальной прочности с со-

В настоящей работе проведены измерения дина-

кращением времени растяжения, однако даже в пи-

мического предела упругости и динамической проч-

косекундном диапазоне длительностей нагрузки [14]

ности на разрыв эвтектического свинцово-висмуто-

откольная прочность расплавленного олова равна

вого сплава в твердом и в расплавленном состояни-

1.9 ± 0.3 ГПа, что составляет менее 30 % от идеаль-

ях.

ной прочности. Для металлов в твердом состоянии

откольная прочность, измеренная в пикосекундном

диапазоне длительностей, обычно превышает 70 %

идеальной прочности. Для неметаллических жид-

2. МАТЕРИАЛ И ПОСТАНОВКА

костей свыше 10 % идеальной прочности реализует-

ЭКСПЕРИМЕНТА

ся уже в субмикросекундном диапазоне длительно-

стей [7, 9, 11]. Различие в откольной прочности обу-

Проведены ударно-волновые испытания эвтекти-

словлено различием механизмов и кинетических за-

ческого сплава, содержащего номинально 56.648 %

кономерностей зарождения и роста несплошностей

висмута и 43.34 % свинца. В табл. 1 указаны хи-

в твердой и жидкой фазах, что в настоящее вре-

мические примеси в сплаве по данным изготови-

мя является предметом теоретических исследова-

теля — ООО «Тинком». Исходные заготовки пред-

ний (см., например, [16,17]). Ограниченность объема

ставляли собой стержни диаметром 50 мм и дли-

имеющихся экспериментальных данных стимулиру-

ной 200 мм. Материал был однороден, видимых

ет дальнейшие сравнительные исследования дина-

несплошностей и крупных включений не содержал.

мической прочности металлических материалов в

Измеренное значение продольной скорости звука со-

твердом и расплавленном состояниях.

ставило 2200 ± 10 м/с. Плотность при 20^◦C равна

10660 кг/м³. Температура плавления 124^◦C, темпе-

Основная трудность при измерении профилей

скорости свободной поверхности жидкости заключа-

ратура кипения 1670^◦C. Для обработки результа-

ется в следующем. Поверхность жидкости при вы-

тов измерений требуется также знать величину объ-

емной скорости звука c_b при нулевом давлении. В

ходе на нее ударной волны теряет устойчивость с об-

разованием струй и эжектированных частиц [18-20].

данной работе использовалось оценочное значение

c_b = 1900 м/с, полученное по закону аддитивности

Если в случае твердых тел струи образуются пре-

имущественно путем микрокумуляции из шерохова-

[21] из значений скоростей звука в свинце и висмуте.

Оценки проведены как в предположении аддитивно-

тостей поверхности [18,19] и эффект минимизирует-

ся ее выглаживанием, то для жидкостей возмущение

сти удельных объемов, так и в предположении адди-

тивности сжимаемостей и в обоих случаях получены

гладкой поверхности и формирование струй связа-

но с развитием неустойчивости Рихтмайера - Меш-

близкие результаты.

кова [20]. При этом уменьшается ее отражательная

Откольная прочность материала определялась

способность, что затрудняет или делает невозмож-

из анализа профиля скорости свободной поверхнос-

ной регистрацию профилей скорости свободной по-

ти u_fs(t) плоского образца в процессе отражения

верхности интерференционным методом. В опытах с

от нее импульса одномерного ударного сжатия. Как

водой [9] и органическими жидкостями [11] для ста-

показал опыт, для обеспечения возможности изме-

билизации поверхности использовалась тонкая алю-

рений и получения надежных и воспроизводимых

миниевая фольга, которая служила в качестве от-

результатов важно исключить появление возмуще-

ражателя зондирующего лазерного излучения. Хо-

ний, вызванных наличием механических примесей,

рошая смачиваемость фольги обеспечивала сохране-

несплошностей и шероховатостью поверхности. По

307

Г. В. Гаркушин, А. С. Савиных, Г. И. Канель, С. В. Разоренов

ЖЭТФ, том 155, вып. 2, 2019

Таблица 1. Химический состав сплава

Химический состав, %

0.002

43.34

0.001

Ост.

0.002

Нагревательный

VISAR

в герметичный алюминиевый контейнер (кювету) с

элемент

внутренним диаметром номинально 50 мм, незначи-

тельно превышающим диаметр образца. Крышка и

Алюминий

Крышка кюветы

дно кюветы представляли собой подобие «пяльцев».

Схематичное изображение сборки в разобранном ви-

Медная фольга 0.016 мм

де представлено на рис. 1. В центре крышки нахо-

дилось отверстие диаметром приблизительно 12 мм

Медное

Образец

для прохода зондирующего и отраженного излуче-

напыле-

ния лазера. Как показал опыт, для экспериментов

ние

Дно кюветы

Алюминий

с расплавом очень важно обеспечить хорошую сма-

чиваемость им всех элементов кюветы, с которыми

расплав находится в контакте. Опытным путем бы-

Ударник

ло установлено, что очищенная медь хорошо смачи-

вается свинцово-висмутовым расплавом и при этом

сравнительно медленно растворяется в нем. В соот-

PMMA

ветствии с этим на очищенную внутреннюю поверх-

Воздушный зазор

ность дна алюминиевой кюветы вакуумным напыле-

Алюминиевый снаряд

нием наносился слой меди. Перед напылением дно

кюветы выдерживалось 3-4 мин в щелочном насы-

щенном растворе KOH с последующим промывани-

Рис.

1. Схематичное изображение экспериментальной

сборки «контейнера» в разобранном виде и метод ее на-

ем в воде.

гружения

В экспериментах при температурах ниже плавле-

ния зондирующее излучение отражалось непосред-

ственно от свободной поверхности образца. С рас-

этой причине подготовке образцов уделялось повы-

плавами для отражения лазерного излучения ис-

шенное внимание.

пользовалась очищенная медная фольга толщиной

Образцы в виде дисков толщиной от 1 мм до 8 мм

0.016 мм, контактирующая с эвтектическим распла-

вырезались из заготовки методом электроэрозион-

вом. Помимо прочего, медь имеет более высокий ди-

ной резки и подвергались ручной шлифовке и хими-

намический импеданс ρc², чем расплав, (ρ — плот-

ческой обработке. Шлифовка проводилась на абра-

ность вещества, c — скорость звука в веществе) и

зивной бумаге с различной зернистостью с добавле-

это исключало «отскок» фольги в процессе отра-

нием водно-спиртового раствора. После шлифовки

жений ударной волны. Для улучшения смачивания

образцы протравливались в растворе 30-процентной

фольга предварительно обрабатывалась ортофос-

азотной кислоты в течение 5-7 мин, далее промы-

форной кислотой. Натяжение фольги осуществля-

вались в проточной воде и выдерживались в эти-

лось «пяльцами» при плотном прижимании крыш-

ловом спирте в течение 1-2 мин. Финишная по-

ки кюветы к основной части кюветы (дно); в резуль-

лировка плоских поверхностей осуществлялась на

тате натяжения отражающая медная фольга оказы-

мягкой ткани, увлажненной спиртом. Боковые по-

валась прижатой к образцу. После плавления образ-

верхности обрабатывались с целью очищения их от

ца натяжение фольги не изменялось, лазерное отра-

окислов и загрязнения. Данная операция проводи-

жение оставалось постоянным.

лась непосредственно перед экспериментом с целью

предотвращения образования оксидов на поверхно-

Нагрев кюветы осуществлялся с помощью рези-

сти. В экспериментах при температуре выше точ-

стивного нагревателя. Температуру контролирова-

ки плавления сплава очищенный образец помещался

ли с помощью термопары ТХА (тип К) диаметром

308

ЖЭТФ, том 155, вып. 2, 2019

Динамическая прочность эвтектического сплава. . .

0.2 мм, вмонтированной в корундовую соломку диа-

u_fs, м/с

метром 0.3 мм, которую углубляли на 3-5 мм в об-

200

разец. Погрешность измерения температуры оцени-

вается в ±2^◦C, что проверялось по известной темпе-

160

u_fs

1.96 мм

ратуре плавления сплава. Скорость нагрева образца

примерно составляла 0.2-0.3^◦C/с. В опытах с рас-

1.02 мм

120

плавом после перехода через температуру плавле-

ния сплава T_melt ≈ 124^◦C нагрев продолжался до

температуры 150-170^◦C, после чего нагреватель вы-

8.23 мм

ключался и сборка остывала в течение одной-полу-

тора минут до температуры 129-150^◦C. В процес-

u_HEL

се этих предварительных операций отражательная

способность фольги сохранялась практически неиз-

менной.

200

400

600

800

1000

1200

Плоские ударные волны в исследуемых образцах

t, нс

генерировались алюминиевыми пластинами-удар-

Рис. 2. Экспериментальные профили скорости свободной

никами толщиной 0.7 мм или 2 мм, разогнанны-

поверхности образцов сплава при комнатной температуре.

ми до скорости 160-230 м/с с помощью пневмати-

Приведены толщины исследуемых образцов сплава. Пара-

ческой ствольной метательной установки калибром

метры экспериментов приведены в табл. 2

50 мм. Пластины-ударники размещались на торце

метаемого снаряда (рис. 1) с дополнительной про-

кладкой из полиметилметакрилата (PMMA), благо-

пульса ударного сжатия на поверхность составляло

даря которой обеспечивалась жесткость конструк-

0.85-1.8 ГПа.

ции и исключался прогиб ударника в процессе раз-

гона. При данном соотношении динамических импе-

На волновых профилях регистрируется выход

дансов образца, ударника и прокладки и для полу-

на поверхность упругопластической волны сжатия

ченных значений откольной прочности результаты

и части следующей за ней волны разрежения. На-

регистрируемого импульса ударного сжатия полно-

пряжение сжатия в упругом предвестнике равно

стью определяются параметрами соударения алю-

динамическому пределу упругости σ_HEL (HEL —

миниевого ударника с образцом [8]. Эксперименты

Hugoniot elastic limit). Значения σ_HEL, приведен-

проводились в вакууме при остаточном давлении

ные в табл. 2, рассчитаны по измеренной скоро-

воздуха 0.02-0.04 мбар. В экспериментах проводи-

сти поверхности u^HELfs на фронте предвестника (см.

лась непрерывная регистрация скорости движения

рис. 2): σ_HEL = ρ₀c_lu^HELfs/2, где ρ₀ — плотность ма-

свободной поверхности как функции времени u_fs(t),

териала, c_l — продольная скорость звука в матери-

для чего использовался лазерный доплеровский ин-

але. Результаты измерений демонстрируют затуха-

терферометрический измеритель скорости VISAR

ние упругого предвестника по мере распростране-

[22] с наносекундным разрешением по времени. По-

ния, вызываемое развитием пластической деформа-

стоянная интерферометра во всех опытах составля-

ции и релаксацией напряжений непосредственно за

ла 95.9 м/с, что соответствует временному разреше-

его фронтом. Вслед за упругим предвестником реги-

нию около 3 нс.

стрируется выход на поверхность пластической вол-

ны сжатия. При данных параметрах нагрузки пла-

стическая ударная волна имеет вполне измеримое

время возрастания, которое уменьшается с увели-

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ

ОБСУЖДЕНИЕ

чением конечного напряжения сжатия. Значитель-

ное время возрастания параметров характерно для

На рис. 2 представлены результаты измерений

слабых ударных волн. Полное давление ударного

профилей скорости свободной поверхности u_fs(t) об-

сжатия определяется по максимальному значению

разцов сплава при комнатной температуре. Пара-

скорости свободной поверхности с использованием

метры постановки экспериментов указаны в табл. 2.

ударной адиабаты материала. Плавное возрастание

Скорость ударников из алюминия или магния в этих

параметров между упругой и пластической волна-

опытах варьировалась от 150 м/с до 250 м/с, пол-

ми связано с релаксацией напряжений и деформа-

ное давление ударного сжатия перед выходом им-

ционным упрочнением материала [8]. При выбран-

309

Г. В. Гаркушин, А. С. Савиных, Г. И. Канель, С. В. Разоренов

ЖЭТФ, том 155, вып. 2, 2019

Таблица 2. Постановка и результаты измерений динамической прочности эвтектического сплава Bi-Pb в твердом

и расплавленном состояниях

Материал

Толщина

Номер

и толщина

Толщина дна

T,^◦C

образца,

σ_HEL, MПа σ_sp, MПа

рисунка

ударника,

кюветы, мм

мм

Опыт без

1.02

Al 0.44

250

350

кюветы

230

1.96

Al 2.02

2.02

230

240

8.23

Al 2.00

2.00

160

350

Не

7.89

Mg 2.9

2.00

150

310

показан

2.98

Al 2.01

2.01

260

360

2.98

Al 1.93

1.92

210

310

102

3.02

Al 1.89

1.99

180

250

150

8.13

Al 1.95

1.83

нет

149

8.01

Mg 2.17

1.79

нет

ном соотношении толщин ударника и образца усло-

ностью разрушения. Период осцилляций скорости

вия нагружения вблизи свободной тыльной поверх-

определяется толщиной откола и скоростью звука.

ности образца в двух опытах из трех соответствуют

Полученные значения откольной прочности

началу затухания ударной волны под действием на-

сплава в твердом состоянии приведены в табл. 2.

гоняющей ее волны разрежения. После отражения

Результат опыта с образцом 1.96 мм и ударником

импульса сжатия от свободной поверхности внутри

толщиной 2.02 мм, параметры которого представ-

образца генерируются растягивающие напряжения,

лены во второй строке табл. 2, оказался намного

которые инициируют его разрушение — откол. При

ниже значений откольной прочности по данным

этом происходит релаксация растягивающих напря-

остальных измерений, что, по-видимому, связано со

жений и формируется волна сжатия (откольный им-

слишком большим искажением волнового профиля

пульс), выход которой на поверхность образца вы-

и неопределенностью в этом опыте коррекции δ.

зывает второй подъем ее скорости. Декремент ско-

Величина откольной прочности сплава по данным

рости поверхности Δu_fs при ее уменьшении от мак-

опытов с затухающим импульсом сжатия

310-

симума до значения перед фронтом откольного им-

360 МПа близка к откольной прочности свинца по

пульса пропорционален величине разрушающего на-

литературным данным [12, 24]. Профиль скорости

пряжения — откольной прочности материала в дан-

свободной поверхности образца толщиной 1.02 мм

ных условиях. В линейном (акустическом) прибли-

демонстрирует затянутый характер откольного

жении σ_sp = 1/2ρ₀c_b(Δu_fs + δ), где δ — поправка

разрушения: в течение длительного времени после

на искажение профиля скорости вследствие разли-

начала разрушения откалывающийся поверхност-

чия скоростей фронта откольного импульса и скоро-

ный слой остается связанным с остальной частью

сти пластической части падающей волны разгрузки

образца и, вследствие этого, его средняя скорость

перед ним [23]. Последующие колебания скорости

уменьшается, он продолжает тормозиться в течение

поверхности — это результат многократных отра-

примерно 400 нс. Отличие этого опыта от осталь-

жений волн внутри откалывающегося слоя между

ных, показанных на рис. 2, заключается в меньшем

свободной тыльной поверхностью образца и поверх-

запасе кинетической энергии в откалывающемся от-

310

ЖЭТФ, том 155, вып. 2, 2019

Динамическая прочность эвтектического сплава. . .

u_fs, м/с

120

200

100

u_fs

102

150

100

u_fs

149

HEL

200

400

600

200

400

600

t, нс

Рис. 3. Профили скорости свободной поверхности образ-

Рис. 4. Результаты измерений профилей скорости свобод-

цов эвтектического сплава висмут-свинец с номинальной

ной поверхности слоя свинцово-висмутового расплава с но-

толщиной 3 мм при комнатной и повышенных темпера-

минальной толщиной 8 мм и температурой 150^◦C

турах. Вставка иллюстрирует определение динамического

предела упругости в опыте при максимальной температуре

ясняет различие волновых профилей и положение

на них откольных импульсов. Поскольку откольная

прочность расплава явно невелика, даже небольшие

кольном слое, который расходуется на завершение

разрушения [8].

шумы и другие искажения регистрируемого профи-

На рис. 3 представлены экспериментальные про-

ля вносят значительную погрешность в результаты

измерений. Для определенности результаты измере-

фили скорости свободной поверхности сплава при

различных начальных температурах. Толщина об-

ний сопоставлялись с данными гидродинамических

расчетов, моделирующих эксперименты; регистри-

разцов в данных опытах составляла 3±0.02 мм. Вид-

но, что повышение температуры до 102^◦C приводит

руемое начало торможения поверхности при выходе

на нее волны разрежения соответствует ожидаемо-

к уменьшению амплитуды упругого предвестника с

260 MПa до 180 MПa. При этом откольная проч-

му из расчетов.

ность уменьшается c 360 MПa до 250 MПa. Вре-

Из обработки приведенных волновых профилей

мя возрастания параметров в пластической удар-

следует, что откольная прочность расплава нахо-

ной волне с ростом температуры изменяется незна-

дится в интервале 40-55 МПа, т. е. почти на по-

чительно. Увеличение температуры образцов приве-

рядок меньше откольной прочности сплава в твер-

ло к уменьшению интервала времени между фрон-

дом состоянии. Для сравнения укажем, что отколь-

том предвестника и пластической ударной волной

ная прочность расплавленного свинца не превыша-

вследствие уменьшения продольной скорости звука

ет 30 МПа по данным работы [12] и составляет

от 2200 м/с при комнатной температуре до 2100 м/с

109 MПa по данным [13]. Различие в данных работ

при 102^◦C при незначительном изменении объемной

[12] и [13], возможно, вызвано разным содержани-

скорости звука и, соответственно, скорости пласти-

ем примесей, в том числе растворенного материала

ческой ударной волны. С увеличением температу-

кюветы и отражающей фольги, но во всяком случае

ры уменьшается затухание полного импульса сжа-

видно, что измеренные разными авторами значения

тия. Скорость поверхности за пластической ударной

динамической прочности этих расплавов являются

волной тем выше, чем выше температура, что, по

величинами одного порядка.

крайней мере отчасти, также связано с уменьшени-

В расчетах динамической прочности распла-

ем продольной скорости звука и равной ей скорости

ва использовали данные из справочника [2], где

распространения фронтальной части разгрузки.

значение плотности при температуре 150^◦C рав-

На рис. 4 показаны два наиболее надежных ре-

но 10550 кг/м³. Скорость звука в расплаве при

зультата опытов с расплавом. В случае расплава им-

этой температуре по данным [21] принята равной

пульс ударного сжатия не содержит упругих пред-

1765.4 м/с. При этом использовалась ударная адиа-

вестников ни при сжатии, ни при разгрузке, что объ-

бата расплава в виде U_S = 1765.4 + 1520u.

311

Г. В. Гаркушин, А. С. Савиных, Г. И. Канель, С. В. Разоренов

ЖЭТФ, том 155, вып. 2, 2019

В табл. 2 представлены параметры эксперимен-

K. Morita, V. Sobolev, and M. Flad, J. Nucl. Mat.

тальных сборок, а также значения динамическо-

362, 227 (2007).

го предела упругости σ_HEL и откольной прочности

П. С. Попель, Д. А. Ягодин, А. Г. Мозговой и др.,

сплава в твердом и в расплавленном состояниях.

ТВТ 48(2), 198 (2010).

V. Sobolev, J. Nucl. Mat. 362, 235 (2007).

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

V. P. Sobolev, P. Schuurmans, and G. Benamati, J.

Результаты проведенных измерений демон-

Nucl. Mat. 376, 358 (2008).

стрируют существенное уменьшение динамиче-

ского предела упругости и откольной прочности

G. I. Kanel, Int. J. Fract. 163(1-2), 173 (2010).

свинцово-висмутового сплава при увеличении

Г. И. Канель, С. В. Разоренов, А. В. Уткин и др.,

температуры испытаний от комнатной до 102^◦C.

Ударно-волновые явления в конденсированных сре-

С переходом через плавление предел упругости,

дах, Янус-К, Москва (1996).

как и следовало ожидать, исчезает, а динамиче-

А. А. Богач, А. В. Уткин, ПМТФ 41(4), 198 (2000).

ская прочность материала на разрыв (откольная

прочность) уменьшается почти на порядок. Сопро-

10.

J. M. Boteler and G. T. Sutherland, J. Appl. Phys.

тивление откольному разрушению определяется

96, 6919 (2004).

скоростью зарождения несплошностей и скоростью

11.

A. V. Utkin, V. A. Sosikov, A. A. Bogach et al., in

их роста. В твердом теле зарождение разрушения

Shock Compression of Condensed Matter-2003, ed.

может происходить на границах зерен, микропорах

by M. D. Furnish, AIP Conf. Proc. 706, 765 (2004).

и других изначально существующих дефектах

12.

Г. И. Канель, А. С. Савиных, Г. В. Гаркушин и др.,

структуры. В расплавленном состоянии вещество

Письма в ЖЭТФ 102, 615 (2015).

является гомогенным. Зарождение пузырьков при

13.

E. B. Zaretsky, J. Appl. Phys. 120, 025902 (2016).

растяжении гомогенной жидкости происходит по

термофлуктуационному механизму и характери-

14.

С. И. Ашитков, П. С. Комаров, А. В. Овчинников

зуется некоторым временем ожидания. С другой

и др., Письма в ЖЭТФ 103, 611 (2016).

стороны, сопротивление росту пузырьков в рас-

15.

G. A. Carlson, J. Appl. Phys. 46, 4069 (1975).

плаве, определяемое поверхностным натяжением и

вязкостью жидкости, много меньше сопротивления

16.

E. N. Hahn, T. C. Germann, R. Ravelo et al., Acta

Mater. 126, 313 (2017).

росту пор и других несплошностей в твердом

теле, определяемого его пределом текучести. По-

17.

P. N. Mayer and A. E. Mayer, J. Appl. Phys. 120,

видимому, можно определенно утверждать, что

075901 (2016).

кинетика роста несплошностей контролирует ди-

18.

В. А. Огородников, А. Г. Иванов, А. Л. Михайлов

намическую прочность в большей степени, чем

и др., Физика горения и взрыва 34(6), 103 (1998).

скорость их зарождения или активации.

19.

Y. Chen, H. Hu, T. Tang et al., J. Appl. Phys. 111,

053509 (2012).

Работа выполнена по проекту Государ-

ственного контракта от

февраля

2017

г.

20.

S. Dyachkov, A. Parshikov, and V. Zhakhovsky,

№Н.4х.241.9Б.17.1013

«Базы данных для ана-

AIP Conf. Proc. 1793, 100024 (2017); DOI:10.1063/

лиза динамических процессов с интенсив-

1.4971649.

ным энерговыделением», номер госрегистрации

21.

П. С. Попель, Д. А. Ягодин, А. Г. Мозговой и др.,

AAAA-A17-117051710002-5, c использованием обо-

ТВТ 48(2), 198 (2010).

рудования Московского регионального взрывного

центра коллективного пользования РАН.

22.

L. M. Barker and R. E. Hollenbach, J. Appl. Phys.

43, 4669 (1972).

ЛИТЕРАТУРА

23.

G. I. Kanel, Fatigue & Fracture of Engineering

1. С. С. Кутателадзе, В. М. Боришанский, И. И. Но-

Materials and Structures 22, 1011 (1999).

виков и др., Жидкометаллические теплоносите-

ли, Атомиздат, Москва (1958).

24.

G. I. Kanel, S. V. Razorenov, A. V. Utkin et al., in

Shock Compression of Condensed Matter-1995, ed.

2. В. С. Чиркин, Теплофизические свойства мате-

by S. C. Schmidt and W. C. Tao, AIP Conf. Proc.

риалов ядерной техники. Справочник, Атомиздат,

370, 503 (1996).

Москва (1968).

312